Element-Halogen-Verbindung: Umsetzung mit Wasser?

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2 Antworten

Zuerst mal zum Einfachsten, für Hoch/Tiefstellungen musst du Unicode-Zeichen verwenden, weil HTML-Tags hier nicht erlaubt sind.
Zu finden beispielsweise unter https://de.wikipedia.org/wiki/Unicodeblock_Hoch-_und_tiefgestellte_Zeichen
Und beachte den Hinweis Die hochgestellten Ziffern 1, 2, und 3, (¹;²;³) und das hochgestellte a (ª), die bereits in ISO 8859-1 enthalten sind, befinden sich im Unicodeblock Lateinisch-1, Ergänzung.Zum Thema selbst, das führt in Richtung Lewis-Säuren, was eine Erweiterung des Konzepts von Brønsted ist.

Das Proton ist eben nur ein Kern, um den sich die (freien) Elektronenpaare streiten. Für andere Kerne gilt das genau so.

Der Kern des PCl₃ z.B. ist eben auch attraktiv für Elektronenpaare.
Und das freie E.Paar des Wassers kann sich einfach besser an dern P-Kern "ranmachen", als es das E.Paar eines Cl⁻ kann.
Also bildet sich eine neue Bindung zwischen O und P, die zwischen Cl und P wird als Ausgleich aufgegeben.

Das Ganze kannst du auch als Nucleophile Substitution bezeichen, falls du das schon mal gehört hast. Ist halt mehr eine Frage der Sichtweise.

Ob das Wasser nach der Bindung zu einem neuen Kern die vorhandenen zu den Protonen "halten" kann, hängt vom Zentralatom ab.
Beim Phosphor eher nicht, es bildet sich Phosphorige Säure, H₃PO₃.
[Und für die, die es ganz genau nehmen, die ist schon eher merkwürdig, aber das irgonoeren wir mal vorerst].
Beim Aluminium sieht das anders aus, das bildet nämlich ein st...normales Hexaquo-Kation.
[Und für die, die es ganz genau nehmen, nur im deutlich Sauen].

Das abgehende Chlorid ist nicht unbedingt fähig oder willens, das vom Wasser abgegebene Proton seinerseits aufzunehmen, zumindest dann nicht, wenn genug Wasser da ist.
Aber m.W. geben trockenes AlCl₃ und PCl₃ bei Kontrakt mit Wasserdampf sehr wohl HCl-Gas ab.

Ich will gar nicht so sehr auf deine Gleichungen eingehen, so im Groben scheint das alles korrekt, bis auf das H₂. All das sind ja keine Redox-Reaktionen. Vielleicht ein Schreibfehler.

Es geht um 2 Dinge, den Wechsel des Bindungspartners, und was danach passiert.
Ein Wasser dockt an, und ob es danach seine Protonen behält oder abgibt, hängt von Zentralatom ab, oder dessen Ladungsdichte.
So etwa ganz stumpf nach der Regel Metalloxid -> Base, Nichtmetalloxid -> Säure.
Aluminium wäre nach dieser chemischen Eigenschaft ein Halbmetall, auch wenn das Element selbst natürlich ein Metall ist.
Silicium ist chemisch schon deutlich nichtmetallisch, auch wenn ein Halbleiter ist.
Und ab Phosphor ist alles eindeutig [außer für die notorischen Pedanten, auch schwarzer Phosphor ist kein perfekter Nichtleiter].

Und das abgehende Chlorid hatte vorher kein Proton an der Angel, und will auch nachher keins.
Außer es ist nun überhapt kein Wassermolekül in der Nähe, dann lässt es sich zur Not eines aufschwatzen.

Du musst entscheiden, ob dir das weiterhilft, oder ob ich dich noch mehr verwirrt habe.
Ich hänge nicht so an Zahlen und Formeln, sondern ich sehe die Atome und Elektronenpaare einfach vor mir, im Geiste natürlich nur.

Ich sehe ein großes fettes Chlor, das zwar wegen seiner EN die Elektronen an sich reißt, aber seine gehorteten Elektronenpaare ungern mit anderen teilt.
Und die Protonen mögen die großen wabbeligen Elektronenpaare des Chlor auch nicht.
Deswegen gehen die beiden am Liebsten getrennte Wege, und deswegen ist HCl so sauer!

Der liebliche Sauerstoff dagegen, ....
OK, ich werde romantisch, ich sollte ...
Die EN von O ist übrigens höher als die von Cl, aber die Elektronenpaare sind süß und knackig ... zum Anbinden!

OK, jetzt ist aber wirklich Schuss!

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Kommentar von Australia23
24.06.2016, 08:54

Vielen Dank für die ausführliche Antwort!

Noch eine kleine Frage: Die elektrophile Substitution kenn ich theoretisch, aber ich nahm an, dass Cl⁻ das stärkere Nucleophil bildet als Wasser. Dann ist hier aber neben Elektronegativität und Ladung auch der Atomradius entscheidend? Könnte man sagen, je stärker ein Nucleophil als Säure, desto schwächer ist es?

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EClₓ + x H₂O   ⟶   E(OH)ₓ + x HCl

Das ist grundsätzlich der richtige Ansatz (Außer wenn E ein elektropositives Metall ist, dann kommt aus Dissoziation in Ionen in Frage, z.B. CaCl₂ oder KF).

Für Biester wie AlCl₃ wäre Deine Gleichung vollkommen richtig — das reagiert zu Aluminiumhydroxidschlunz, das man meist schlampig als Al(OH)₃ anschreibt. In vielen Fällen, besonders Metalle mit hoher Oxidationsstufe, bekommst Du aber auch Oxide, z.B.

TiCl₄ + 2 H₂O  ⟶  TiO₂ + 4 HCl

Wenn sich das Oxid in saurer Lösung zu irgendetwas löst, dann kriegst Du natürlich dieses Irgendwas, z.B. schwefelige Säure aus SF₄, oder Iodsäure aus IF₅.

Und dann gibt es noch die Fälle, in denen die gebildete Hydroxy-Verbindung nicht existiert und zerfällt, z.B.

2 S₂Cl₂ + 2 H₂O   ⟶    SO₂ + 4 HCl + 3 S

2 XeF₂ + 2 H₂O   ⟶   2 Xe + 4 HF + O₂

Das muß man aber wirklich von Fall zu Fall lernen.

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